Question

（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中
①为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在______（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做______运动；
②某次实验中所用交流电的频率为50Hz．得到的一条纸带如图1所示，在各计数点中还有四个点未画出，则小车在打计数点D时小车的速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______m/s²（保留三位有效数字）
（2）某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的方法来测量一小灯泡的额定功率．所用器材如下：
A．待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻约为几欧
B．电压表一只：量程为3V，内阻约为3kΩ
C．电流表一只：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
D．滑动变阻器一只，干电池两节，开关一个，导线若干
请在图2中补全测量小灯泡额定功率的电路图．
①图2中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于______（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）；
②该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线，如图3所示，则小灯泡的额定功率为______W；若将小灯泡直接与电动势E=3.0V，内阻r=7.5Ω的电源相连，小灯泡的功率为______W．（结果均保留两位有效数字）

Answer

（1）平衡摩擦力时，不挂重物，把木板的一端垫高，让小车在木板上做匀速直线运动；根据匀变速直线运动的推论求出小车的瞬时速度与加速度；
（2）根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，补全电路图；
①滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前，分压电路所分电压应为最小；
②由图象找出灯泡额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率；在灯泡的I-U图象上作出电源的I-U图象，两图象的交点坐标是灯泡与该电源组成闭合回路时，灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由P=UI求出灯泡的实际功率．
【解析】
（1）①平衡摩擦力时，将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在不挂钩码的情况下做匀速直线运动；
②计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s；
小车在打计数点D时小车的速度vD===3.90m/s；
小车的加速度a===12.6m/s2；
（2）灯泡电阻约为几欧姆，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示．
①图2中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端；
②由图3所示图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.42A，则灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.41A≈1.1W；
在灯泡的I-U图象坐标系内，作出电动势为E=3.0V，内阻为r=7.5Ω的电源I-U图象如图所示，由图象可得：
灯泡两端电压为1V，通过灯泡的电流为0.24A，则灯泡实际功率P′=U′I′=1V×0.24A=0.24W（0.22W～0.30W均可）；
故答案为：（1）①不挂；匀速直线； ②3.90；12.6；
（2）电路图如图所示；①B；②1.1；0.24（0.22～0.30均可）．